DE2412712B2 - Process for the production of methacrylic acid - Google Patents

Process for the production of methacrylic acid

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DE2412712B2
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/25Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring
    • C07C51/252Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring of propene, butenes, acrolein or methacrolein

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Methacrylsäure durch Umsetzung von Methacrolein mit molekularem Sauerstoff in der Dampfphase bei einer Temperatur von 250-450°C in Gegenwart von Wasserdampf und in Gegenwart eines Molybdän, Phosphor und Antimon enthaltenden Oxyd-Katalysators. The invention relates to a process for the production of methacrylic acid by converting methacrolein with molecular oxygen in the vapor phase at a temperature of 250-450 ° C in the presence of Steam and in the presence of an oxide catalyst containing molybdenum, phosphorus and antimony.

Ein solches Verfahren ist aus der DE-AS 12 45 363 bekannt. Es ist jedoch nicht zur industriellen Herstellung von Methacrylsäure aus Methacrolein geeignet, da die Ausbeuten äußerst gering sind. Dies hat seinen Grund darin, daß Methacrolein sich leicht zersetzt. Es zerfällt bei der Zersetzung unter vollständiger Oxydation in Kohlenmonoxyd und/oder Kohlendioxyd. Darüber hinaus ist Methacrolein leicht polymerisierbar. Weitere herkömmliche ebenfalls unzureichende Katalysatoren sind in den US-Patentschriften 33 58 020 und 34 35 069 sowie DE-Offenlegungsschriften 22 52 037 und 22 20 799 beschrieben. Diese Katalysatoren eignen sich gut für die Herstellung. Sie zeigen aber nur sehr schlechte Ergebnisse bei der Herstellung von Methacrylsäure. Such a method is known from DE-AS 12 45 363. However, it is not for industrial manufacture of methacrylic acid from methacrolein, since the yields are extremely low. There is a reason for this in that methacrolein decomposes easily. When it decomposes, it decomposes with complete oxidation into Carbon monoxide and / or carbon dioxide. In addition, methacrolein is easily polymerizable. Further conventional also inadequate catalysts are disclosed in US Pat. Nos. 3,358,020 and 34 35 069 and DE-Offenlegungsschriften 22 52 037 and 22 20 799. These catalysts are suitable good for making. However, they show only very poor results in the production of methacrylic acid.

Es ist so somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Methacrylsäure durch Oxydation von Methacrolein mit Hilfe von molekularem Sauerstoff zu schaffen, welches mit hoher Ausbeute und großer Selektivität zum angestrebten Produkt führt.It is thus the object of the present invention to provide a process for the preparation of methacrylic acid by oxidizing methacrolein with the help of molecular oxygen to create, which with high Yield and high selectivity leads to the desired product.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung von Methacrylsäure durch Umsetzung von Methacrolein mit molekularem Sauerstoff in der Dampfphase bei einer Temperatur von 25O-45O°C in Gegenwart von Wasserdampf und in Gegenwart eines Molybdän. Phosphor und Antimon enthaltenden Oxyd-Katalysators gelöst, welches dawobei X mindestens eines der Elemente Wolfram, Barium, Chrom, Blei, Niob, Tantal, Zinn, Nickel, Eisen oder Zirkon bedeutet und δ der Oxydationsstufe der Elemente entspricht, oder der allgemeinen Formel IIThis object is achieved according to the invention by a process for the production of methacrylic acid by reacting methacrolein with molecular oxygen in the vapor phase at a temperature of 250-45O ° C. in the presence of steam and in the presence of a molybdenum. Oxide catalyst containing phosphorus and antimony dissolved, where X is at least one of the elements tungsten, barium, chromium, lead, niobium, tantalum, tin, nickel, iron or zirconium and δ corresponds to the oxidation level of the elements, or the general formula II

wobei X und δ der obigen Definition entsprechen und Y mindestens eines der Elemente Strontium, Titan, Germanium, Cer oder Silber bedeutet, einsetzt.where X and δ correspond to the above definition and Y is at least one of the elements strontium, titanium, germanium, cerium or silver is used.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden oxydative Nebenreaktionen auf ein Minimal herabgedrückt oder völlig eliminiert und ferner wird auch die Polymeriiationsreaktion unterdrückt. Mit dem erfin-With the method according to the invention, oxidative side reactions are suppressed to a minimum or completely eliminated, and furthermore, the polymerization reaction is also suppressed. With the inven-

dungsgemäßen Verfahren erzielt man eine Umwandlung von Methacrolein zu Meihycralsäure bzw. eine Selektivität im Bereich von 60 -90 bzw. 79 -85. : » The process according to the invention achieves a conversion of methacrolein to meihycralic acid or a selectivity in the range of 60 -90 or 79 -85.

Bevorzugte Katalysatoren haben die folgende Zusammensetzung: Preferred catalysts have the following composition:

Md12P, ,Sb,,.;, jX, SO,,Md 12 P,, Sb ,,.;, JX, S O ,,

wobei ό dem Oxydationsstadium von Mo, P, Sb und X entspricht. Wenn jedes dieser Elemente in hochoxydier-ID tem Zustand vorliegt, so bedeutet δ vorzugsweise 36-87. Katalysatoren, bei denen X, W, Ba, Fe, Zr oder Cr bedeutet oder Kombinationen dieser Elemente, zeigen überlegene Eigenschaften.where ό corresponds to the oxidation state of Mo, P, Sb and X. When each of these elements is in a highly oxidized state, δ preferably denotes 36-87. Catalysts in which X is, W, Ba, Fe, Zr or Cr or combinations of these elements show superior properties.

Weitere bevorzugte Katalysatoren haben die folgende Zusammensetzung:Further preferred catalysts have the following composition:

wobei δ dem Oxydationszustand von Mo, P, Sb, X und Y entspricht. Falls die Komponenten in hochoxydiertem Zustand vorliegen, liegt δ im Bereich von 44 bis 108.where δ corresponds to the oxidation state of Mo, P, Sb, X and Y If the components are in a highly oxidized state, δ is in the range from 44 to 108.

Bei einer bevorzugten Gruppe von Katalysatoren bedeuten X mindestens eines der Elemente W, Ba, Cr, Pb und Y mindestens eines der Elemente Sr, Nb, Ta1 Ce, Fe1 Zr und Ni. Bei einer weiter bevorzugten Gruppe von Katalysatoren bedeuten X mindestens eines der Elemente Nb, Ta, Sn und Ni und Y mindestens eines der Elemente Zr, Sr und Ti. Bei einer weiteren bevorzugten Gruppe von Katalysatoren bedeuten X mindestens eines der Elemente Fe und Zr und Y mindestens eines der Elemente Ge, Ce, Ag und Ti.In a preferred group of catalysts, X is at least one of the elements W, Ba, Cr, Pb and Y is at least one of the elements Sr, Nb, Ta 1 Ce, Fe 1 Zr and Ni. In a further preferred group of catalysts, X is at least one of the elements Nb, Ta, Sn and Ni and Y is at least one of the elements Zr, Sr and Ti. In a further preferred group of catalysts, X is at least one of the elements Fe and Zr and Y at least one of the elements Ge, Ce, Ag and Ti.

Der erfindungsgemäße Katalysator kann in verschiedener Weise hergestellt werden. Vorzugsweise wird der Katalysator hergestellt, in dem man eine Lösung oder eine Suspension mit den gewünschten Komponenten einengt und das erhaltene Konzentrat trocknet. Dabei wird das getrocknete Produkt bei einer Temperatur von 150 bis 500°C und vorzugsweise bei 200 bis 4200C während etwa 1 bis etwa 48 Stunden an Luft calcinicrt. Danach wird das calcinierte Produkt bis zu einer Größe von 35 bis IQO Maschen/2,5 cm gemahlen. Sodann ist es für den Gebrauch fertig. Der so hergestellte Katalysator hat eine spezifische Oberfläche von 0,1 bis 50 m2/g.The catalyst according to the invention can be prepared in various ways. The catalyst is preferably prepared by concentrating a solution or a suspension with the desired components and drying the concentrate obtained. In this case, the dried product at a temperature of 150 to 500 ° C and preferably at 200 to 420 0 C is calcinicrt for about 1 to about 48 hours in air. The calcined product is then ground to a size of 35 to 100 meshes / 2.5 cm. Then it is ready for use. The catalyst prepared in this way has a specific surface area of 0.1 to 50 m 2 / g.

Die genaue chemische Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Katalysators ist nicht vollständig bekannt. Es darf jedoch angenommen werden, daß es sich um eine homogene oder gleichförmige Mischung der Oxyde der Komponenten handelt oder um eineThe exact chemical composition of the catalyst according to the invention is not fully known. It can be assumed, however, that it is a homogeneous or uniform mixture of the Oxides of the components is or is a

Verbindung oder eine komplexe Verbindung durch Umsetzung von Phosphormolybdat und den Oxyden der anderen Komponenten. Compound or a complex compound through the reaction of phosphomolybdate and the oxides of the other components.

Insbesondere zeigen Katalysatoren mit einem Gehalt an Antimonmolybdat besonders gute Eigenschaften. In einigen Fällen kann der Katalysator zu Verbesserungen der physikalischen Eigenschaften auf ein Trägermaterial aufgebracht werden, wie z. B. Siliciumdioxyd, siliciumdioxydhaltige Materialien, Siliciumkarbid, Aluminiumoxyd od. dgl. Der Gehalt an Trägermaterial liegt vorzugsweise im Bereich von 30 bis 97 Gewichtsprozent bezogen auf den Katalysator. Im folgenden seien einige der möglichen Ausgangsmaterialien für die Herstellung des Katalysators aufgezählt:In particular, catalysts containing antimony molybdate have particularly good properties. In In some cases the catalyst can improve the physical properties of a support material be applied, such as. B. silica, silica containing Materials, silicon carbide, aluminum oxide or the like. The content of carrier material is preferably in the range from 30 to 97 percent by weight based on the catalyst. The following are a few the possible starting materials for the production of the catalyst are listed:

Als Quellen für Molybdän kommen in Frage: Ortho-, Meta- oder Paramolybdänsäure, Ortho-, Meta- oder Paramolybdate, Heteropolymolybdänsäure, Heteropolymolybdate oder Molybdänoxyd.Possible sources of molybdenum are: ortho-, meta- or paramolybdic acid, ortho-, meta- or Paramolybdates, heteropolymolybdic acid, heteropolymolybdates or molybdenum oxide.

Geeignete Phosphorquellen sind:Suitable sources of phosphorus are:

Phosphorsäure, Phosphate, Polyphosphorsäure, Polyphosphate od. dgl. Ferner kommen Phosphormolybdänsäure oder Phosphormoiybdate als Quellen für Molybdän und Phosphor in Frage.Phosphoric acid, phosphates, polyphosphoric acid, polyphosphates or the like. Phosphomolybdic acid is also used or Phosphormoiybdate as sources for molybdenum and phosphorus in question.

Geeignete Antimonquellen sind:Suitable sources of antimony are:

Antimonchlorid, Antimonoxyd oder Antimonsulfat.Antimony chloride, antimony oxide or antimony sulfate.

Geeignete Wolframquellen sind:Suitable tungsten sources are:

Wolframtrioxyd, Wolframsäure oder Wolframate.Tungsten trioxide, tungstic acid or tungstates.

Geeignete Bariumquellen sind:Suitable sources of barium are:

Bariumoxyd oder Bariumnitrat.Barium oxide or barium nitrate.

Geeignete Chroir^uellen sind:Suitable sources are:

Chromoxyd, Chromnitrat oder Chromsulfat.Chromium oxide, chromium nitrate or chromium sulfate.

Geeignete Bleiquellen sind:
Bleioxyd oder Bleinitrat.
Suitable sources of lead are:
Lead oxide or lead nitrate.

Geeignete Niobquellen:Suitable sources of niobium:

Nioboxyd, Niobhydroxyd oder Niobnitrat.Niobium oxide, niobium hydroxide or niobium nitrate.

Geeignete Tantalquellen sind:
Tantalpentoxyd.
Suitable sources of tantalum are:
Tantalum pentoxide.

Geeignete Zinnquellen sind:
Zinnoxyd oder Zinnchlorid.
Suitable sources of tin are:
Tin oxide or tin chloride.

Geeignete Nickelquellen sind:Suitable nickel sources are:

Nickelnitrat oder Nickelchlorid.Nickel nitrate or nickel chloride.

Geeignete Eisenquellen sind:Suitable sources of iron are:

Eisenoxyd, Eisennitrat oder Eisenchlorid.Iron oxide, iron nitrate or ferric chloride.

Geeignete Zirkonquellen sind:Suitable sources of zircon are:

Zirkonoxyd oder Zirkonnitrat.Zirconium oxide or zirconium nitrate.

Geeignete Strontiumquellen sind:Suitable sources of strontium are:

Strontiumoxyd oder Strontiumnitrat.Strontium Oxide or Strontium Nitrate.

Geeignete Titanquellen sind:Suitable titanium sources are:

Titantetrachlorid oder Titanoxyd.Titanium tetrachloride or titanium oxide.

Geeignete Germaniumquellen sind:Suitable sources of germanium are:

Germaniumoxyd oder Germaniumtetrachlorid.
Geeignete Cerquellen sind:
Germanium oxide or germanium tetrachloride.
Suitable cerium sources are:

Ceroxid oder Cernitrat
Geeignete Silberquellen sind:
Cerium oxide or cerium nitrate
Suitable sources of silver are:

Silberoxid oder SilbernitratSilver oxide or silver nitrate

Der Sauerstoff kann entweder in reiner rorm oderThe oxygen can either be in pure form or

mit einem Inertgas verdünnt zugeführt werden, fernerare supplied diluted with an inert gas, further

κι kann auch mit Sauerstoff angereicherte Luft oderκι can also be enriched with oxygen or air

normale Luft eingesetzt werden. Aus Gründen dernormal air can be used. Because of

Wirtschaftlichkeit ist Luft besonders bevorzugt.Air is particularly preferred for economy.

Die erfindungsgetnäBe Reaktion kann entweder imThe reaction according to the invention can be carried out either in the

Pestbett oder im Katalysator-Fließbett durchgeführtPest bed or carried out in the catalyst fluidized bed

ι > worden. Die Reaktionstemperatur Hegt im Bereich vonι> been. The reaction temperature is in the range of

230 bis 4500C und vorzugsweise im Bereich von 250 bis230 to 450 0 C and preferably in the range from 250 to

2800C. Der Reaktionsdruck kann im weiten Bereich280 0 C. The reaction pressure can be in a wide range

variieren und insbesondere im Bereich von 0,5 bisvary and in particular in the range from 0.5 to

40,5 bar und vorzugsweise im Bereich von etwa I bis 1040.5 bar and preferably in the range from about 1 to 10

-'» bar. Wenn der Reaktionsdruck relativ groß ist, so kann-'" bar. If the reaction pressure is relatively high, so can

die Reaktionstemperatur etwas gesenkt werden. Diethe reaction temperature can be lowered somewhat. the

Kontaktzeit variiert gewöhnlich im Bereich von 0,2 bisContact time usually varies in the range of 0.2 to

30 s und vorzugsweise im Bereich von 1 bis 20 s. Das30 s and preferably in the range of 1 to 20 s

Molverhältnis von Sauerstoff zu Methacrolein imMolar ratio of oxygen to methacrolein im

r> zugeführten Gas liegt gewöhnlich im Bereich vonr> supplied gas is usually in the range of

1:10—10:1 und vorzugsweise im Bereich von1: 10-10: 1 and preferably in the range of

1 :3-3:l.1: 3-3: l.

Zu der gasförmigen Reaktionsmischung wird Dampf gegeben. Hierdurch wird die Ausbeute verbessert. in Ferner kann die gasförmige Mischung der Reaktionsteilnehmer mit Stickstoff, gesättigten Kohlenwasserstoffen, wie Methan, Propan, Butan od. dgl. oder mit einem anderen Inertgas versetzt werden. Die Konzentration des Dampfes kann im Bereich von 20 bis 80 r. Vol.-% variieren und vorzugsweise im Bereich von 10 bis 50 Vol.-°/o, bezogen auf das eingeführte Gas.Steam is added to the gaseous reaction mixture. This improves the yield. In addition, the gaseous mixture of the reactants with nitrogen, saturated hydrocarbons, such as methane, propane, butane or the like. Or with another inert gas. The concentration the steam can range from 20 to 80 r. Vol .-% vary and preferably in the range of 10 up to 50% by volume, based on the gas introduced.

Da die erfindungsgemäße Reaktion exotherm verläuft, muß die Temperatur des Reaktionsgefäßes geregelt werden, um die Reaktion unter Kontrolle zu μ halten. Somit wird das Reaktionsgefäß vorzugsweise in einem Metallbad oder einem Bad aus geschmolzenem Salz oder in einem Festkörperwirbelbad erhitzt.Since the present reaction is exothermic, the temperature of the reaction vessel must be controlled to keep the reaction under control to μ. Thus, the reaction vessel is preferably heated in a metal or molten salt bath, or in a solid-state fluidized bath.

Aus den Reaktionsprodukten kann die Methacrylsäure nach verschiedenen Methoden isoliert werden. i> Geeignete Methoden umfassen eine Kondensation und/oder Extraktion gefolgt von einer Destillation.The methacrylic acid can be isolated from the reaction products by various methods. i> Suitable methods include condensation and / or extraction followed by distillation.

Zur Berechnung der Umwandlung des Methacroleins und der Selektivität und der Ausbeute an Methacrylsäure werden die nachstehenden Formeln verwendet. ■>" Dabei beziehen sich die Analysenwerte auf die Werte der Gaschromatographie.To calculate the conversion of methacrolein and the selectivity and the yield of methacrylic acid the following formulas are used. ■> "The analysis values refer to the values of gas chromatography.

Umwandlung Methacrolein im /ugefiihrten Gas (Mol) Methacrolein im Abgas (Mol)Conversion of methacrolein in the introduced gas (mol) Methacrolein in the exhaust gas (mol)

(Pro/enl)(Pro / enl)

Methacrolein im /!!geführten (ias (Mol)Methacrolein im / !! led (ias (mol)

HH)HH)

Selektivität Methacrylsäure im Abgas (Mol)Selectivity methacrylic acid in exhaust gas (mol)

(Iro/enl) Methacrolein im /ugcfiihrtcn (his (Mol) Methacrolein im Abgas (Mol)(Iro / enl) Methacrolein im / ugcfiihrtcn (his (Mol) Methacrolein in the exhaust gas (Mol)

UH)UH)

Selektivität
(l-ssigsaure)
(l'ro/cnl)
selectivity
(l-ssigsaure)
(l'ro / cnl)

Essigsäure im Abgas (Mol)
Methacrolein im /ugefiihrten (Jas (Mol) Methacrolein im Abgas (Mol)
Acetic acid in exhaust gas (mol)
Methacrolein in the (Jas (mol) methacrolein in exhaust gas (mol)

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.In the following, the invention is explained in more detail with the aid of exemplary embodiments.

Beispiel 1example 1

Eine Lösung von 5,7 g Antimontrichlorid wird in 100 cm3 6 η HCI aufgelöst und diese Lösung wird unter Rühren zu einer Lösung von 58 g Phosphormolybdänsäure A solution of 5.7 g of antimony trichloride is dissolved in 100 cm 3 of 6 η HCl and this solution, with stirring, becomes a solution of 58 g of phosphomolybdic acid

(P2O5 · 24 MoO3 ■ 48 H2O)(P 2 O 5 · 24 MoO 3 ■ 48 H 2 O)

in 150 cmj Wasser aufgelöst. 5,8 g pulverförmiges Wolframtrioxyd werden zu der erhaltenen Lösung gegeben und die Mischung wird unter Rühren erhitzt und eingeengt, wobei man einen Kuchen erhält. Der Kuchen wird bei 1200C während 12 Stunden getrocknet und das getrocknete Produkt wird während 12 Stunden bei 380° C calciniert, wobei man einen Festkörper mit der nachstehenden empirischen Zusammensetzung erhält:dissolved in 150 cm j water. 5.8 g of powdery tungsten trioxide are added to the resulting solution, and the mixture is heated with stirring and concentrated to obtain a cake. The cake is dried at 120 0 C for 12 hours and the dried product is calcined for 12 hours at 380 ° C, obtaining a solid with the following empirical composition:

Sb1Mo12W1P1O4L5 Sb 1 Mo 12 W 1 P 1 O 4 L 5

Dieser Festkörper wird durch ein Sieb gegeben, wobei man Katalysatorteilchen mit einer Größe von 35 bis 100 Maschen/2,5 cm erhält. Ein U-förmiges keaktionsgefäß mit einem Innendurchmesser von 8 mm -^ird mit 4 ml des Katalysators gefüllt. Dieses Reaktionsgefäß wird in ein Bad aus geschmolzenem Salz mit einer Temperatur von 32O0C gegeben. Die gasförmige Reaktantenmischung aus 55% Stickstoff, 30% Dampf, 10% Sauerstoff und 5% Methacrolein (Volumenprozent) wird durch den Reaktor geleitet, wobei eine Kontakizeit von 2 see. gewählt wird Man erhält die nachstehenden Etgebnisse: This solid is passed through a sieve to obtain catalyst particles with a size of 35 to 100 mesh / 2.5 cm. A U-shaped reaction vessel with an internal diameter of 8 mm is filled with 4 ml of the catalyst. This reaction vessel is placed in a bath of molten salt at a temperature of 32O 0 C. The gaseous reactant mixture of 55% nitrogen, 30% steam, 10% oxygen and 5% methacrolein (percent by volume) is passed through the reactor, with a contact time of 2 seconds. is elected The following results are obtained:

Umwandlung von Methacrolein 89%Methacrolein conversion 89%

Selektivität hinsichtlichSelectivity with regard to

Methacrylsäure 72%Methacrylic acid 72%

Selektivität hinsichtlichSelectivity with regard to

Essigsäure 11,0%.Acetic acid 11.0%.

Beispiele 2 bis 10Examples 2 to 10

Katalysatoren werden in gleicher Weise wie nach Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch 3,8 g Bariumoxyd, 5,6 g Bleioxyd oder 1,9 g Chromoxyd anstelle des Wolframtrioxyds eingesetzt werden. Man erhält dann die atomverhältniswenige N?.:ßtabel!e 1. Die so erhaltenen Katalysatoren werden --ur Oxydation von Methacrolein unter im wesentlichen den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 herangezogen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 zusammengestellt.Catalysts are prepared in the same way as in Example 1, except that 3.8 g of barium oxide, 5.6 g of lead oxide or 1.9 g of chromium oxide are used instead of tungsten trioxide. One then obtains the atomic ratio few N ? The catalysts obtained in this way are used for the oxidation of methacrolein under essentially the same conditions as in Example 1. The results are shown in Table 1.

Tabelle 1Table 1 KatalysatorenCatalysts Melhacrolein-Melhacrolein MethacrylsäureMethacrylic acid Essigsäureacetic acid Beispielexample umwand'ungconversion Selektivitätselectivity Selektivitätselectivity Nr.No. Sb1MOi2Ba1P1O395 Sb 1 MOi 2 Ba 1 P 1 O 395 8989 6969 1212th 22 Sb1MOi2PbIP1O395 Sb 1 MOi 2 PbIP 1 O 395 8585 5353 1111 33 SbIMOi2Cr1PiO40 SbIMOi 2 Cr 1 PiO 40 9090 7474 UU 44th Sb1Mo12W1Ba1PiO415 Sb 1 Mo 12 W 1 Ba 1 PiO 415 7070 8888 77th 55 Sb|Mo,2W,Cr, PiO43 Sb | Mo, 2 W, Cr, PiO 43 9090 7070 1212th 66th SbIMOi2W1PbIP1O425 SbIMOi 2 W 1 PbIP 1 O 425 7878 6767 99 77th SbIMOi2BaIPb1P1O405 SbIMOi 2 BaIPb 1 P 1 O 405 7575 6565 1414th 88th Sb|Mo12Ba,Cr|P|O4|Sb | Mo 12 Ba, Cr | P | O 4 | 7474 6969 88th 99 Sb|Mo12Cr,Pb|P|O41 Sb | Mo 12 Cr, Pb | P | O 41 8585 5555 77th 1010

Vergleichsbcispicle 1 bis 6Comparative cispicle 1 to 6

Ähnlich wie in Beispielen 1 bis 10 werden Katalysatoren hergestellt, welche die Atomverhallnissc gem. Tabelle 2 aufweisen. Die Reaktion des Beispiels I wird mit diesen Katalysatoren wiederholt. Die Ergebnisse sind ^n Tabelle 2 zusammengestellt:Similar to Examples 1 to 10 catalysts are prepared which the Atomverhallnissc acc. Table 2 have. The reaction of Example I is repeated with these catalysts. The results are compiled in Table 2:

Tabelle 2Table 2 Katalysatorcatalyst MethacroleinMethacrolein MethacrylsäureMethacrylic acid Essigsäureacetic acid Vergleichcomparison Umwandlungconversion Selektivitätselectivity Selektivitätselectivity Nr.No. Sb|Mo,2P|O385 Sb | Mo, 2 P | O 385 9090 2323 2626th 11 Sb, MOi2WiO405 Sb, MOi 2 WiO 405 4040 2020th 1111 22 Sb,Mo|2Ba|O385 Sb, Mo | 2 Ba | O 385 3333 1717th 66th 33 Sb|MO|2Sn,OW5 Sb | MO | 2 Sn, O W5 3535 2626th 77th 44th M()|2Zr, P|O405 M () | 2 Zr, P | O 405 2828 2424 1414th SS. Mo12P1O3MMon 12 P 1 O 3 M 6464 3131 55 66th

Beispielexample

Eine Lösung von 5,7 g Antimontrichlond in 100 cm1 η HCI wird unter Rühren zu einer Lösung von 58 g PhosphormolybdänsäureA solution of 5.7 g of antimony trichloride in 100 cm 1 of η HCl is stirred into a solution of 58 g of phosphomolybdic acid

(P2O5 · 24 MoOi ■ 48 H2O)(P 2 O 5 · 24 MoOi ■ 48 H 2 O)

in 150 cm' Wasser gegeben. 5,8 g pulverförmiges Wolframtrioxyd werden zu der erhaltenen Lösung gegeben und dann werden noch 3,3 g Niobpentoxyd hinzugegeben. Die Mischung wird unter Rühren erhitzt und eingeengt, wobei ein Kuchen erhalten wird. Der Kuchen wird bei 1200C während 12 Stunden getrocknet und das getrocknete Produkt wird bei 400°C während Stunden calciniert, wobei man einen Festkörper der nachstehenden empirischen Formel erhält: given in 150 cm 'of water. 5.8 g of powdered tungsten trioxide are added to the resulting solution and then 3.3 g of niobium pentoxide are added. The mixture is heated with stirring and concentrated to obtain a cake. The cake is dried at 120 0 C for 12 hours and the dried product is calcined at 400 ° C for hours to give a solids content of the following empirical formula:

Sb,Mo12W,Nb,P,Ο44Sb, Mo 12 W, Nb, P, А44

Der Festkörper wird durch ein Sieb gegeben, wobei man Katalysatorteilchen mit einer Teilchengröße von bis 100 Maschen/2,5 cm erhält. Ein U-förmiges Reaktionsgefäß mit einem Innendurchmesser von 8 mm wird mit 4 ml des Katalysators gefüllt. Der Katalysator wird zur Oxydation von Methacrolein herangezogen, wobei im wesentlichen die gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 verwendet werden. Es werden die folgenden Ergebnisse erzielt:The solid is passed through a sieve, whereby catalyst particles with a particle size of up to 100 mesh / 2.5 cm are obtained. A U-shaped one The reaction vessel with an internal diameter of 8 mm is filled with 4 ml of the catalyst. The catalyst is used for the oxidation of methacrolein, with essentially the same conditions as in Example 1 can be used. The following results are obtained:

Umwandlung des Methacroleins 87%Conversion of methacrolein 87%

Selektivität hinsichtlichSelectivity with regard to

Methacrylsäure 65%Methacrylic acid 65%

Selektivität hinsichtlichSelectivity with regard to

Essigsäure 12%.Acetic acid 12%.

Beispiele 12 bis 35Examples 12 to 35

In ähnlicher Weise wie im Beispiel 11 werden Katalysatoren hergestellt, wobei 3,8 g Bariumoxyd. 5,6 g Bleioxyd oder 1.9 g Chromoxyd anstelle des Wolframoxyds eingesetzt werden und wobei 2.6 g Strontiumoxyd, 4.3 g Ceroxyd, 4,1 g Eisenoxyd. 1.1 g Zirkonoxyd oder i,9 g N'ickeioxyd ansteiie des Niohoxyds eingesetzt werden. Dabei erhält man eine empirische Formel gem. Tabelle 3. Die Reaktion gem. Beispiel 1 wird mit den erhaltenen Katalysatoren wiederholt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt:In a manner similar to Example 11, catalysts are prepared, with 3.8 g of barium oxide. 5.6 g Lead oxide or 1.9 g chromium oxide are used instead of tungsten oxide and 2.6 g strontium oxide, 4.3 g cerium oxide, 4.1 g iron oxide. 1.1 g of zirconium oxide or 1.9 g of nickel oxide are used instead of the nitrous oxide will. This gives an empirical formula according to Table 3. The reaction according to Example 1 is carried out with the obtained catalysts repeatedly. The results obtained are summarized in Table 3:

TabelleTabel

Beispiel Nr.Example no.

12 1312 13

14 15 1614 15 16

18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 3418 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

KatalysatorenCatalysts Methacrolein-Methacrolein NsolhacrylsäureSolohacrylic acid Essigsäureacetic acid Umwandlungconversion Selektivitätselectivity Selektivitätselectivity (%>(%> (%)(%) Co)Co) Sb1Mo12W1Sr1P1O4,,Sb 1 Mo 12 W 1 Sr 1 P 1 O 4 ,, 8989 6464 99 Sb1MOuW1Ce1PiO4,,Sb 1 MOuW 1 Ce 1 PiO 4 ,, 8888 5050 1212th Sb1Mo1JW1Ie1P1O44 Sb 1 Mo 1 JW 1 Ie 1 P 1 O 44 8282 5959 1111 Sb1Mo12W1Zr1P1O4,,Sb 1 Mo 12 W 1 Zr 1 P 1 O 4 ,, 8787 5555 1010 Sb1Mo12W1Ni1P1O42,Sb 1 Mo 12 W 1 Ni 1 P 1 O 42 , 8383 5757 88th SbIMo12Ba1TaIPiO4:SbIMo 12 Ba 1 TaIPiO 4 : 8383 6262 VV SbIMo12BaISr1P1O405 SbIMo 12 BaISr 1 P 1 O 405 8080 6060 1212th SbIMOi2Ba1CeIP1O4,,SbIMOi 2 Ba 1 CeIP 1 O 4 ,, 8585 6363 88th Sb|MouBa,Fe|P,O4|,Sb | MouBa, Fe | P, O 4 |, 8282 6161 99 Sb1Mo12Ba1ZrIPiO4I,Sb 1 Mo 12 Ba 1 ZrIPiO 4 I, 7575 6767 -7-7 Sb1Mo12Ba1Ni1PiO40,Sb 1 Mo 12 Ba 1 Ni 1 PiO 40 , 7272 6262 66th Sb1Mo12Pb1Nb1PiO42 Sb 1 Mo 12 Pb 1 Nb 1 PiO 42 9494 5959 1414th Sb1Mo12Pb1Sr1P1O40,Sb 1 Mo 12 Pb 1 Sr 1 P 1 O 40 , 7575 5757 1717th Sb1Mo12Pb1Ce1P1O41,Sb 1 Mo 12 Pb 1 Ce 1 P 1 O 41 , 7373 5555 1414th Sb1 Mo12Pb, Ie1 P1042 Sb 1 Mo 12 Pb, Ie 1 P 1 0 42 8585 5454 1212th Sb1MOi2Pb1ZrIP1O.,,Sb 1 MOi 2 Pb 1 ZrIP 1 O. ,, 8383 5757 1111 Sb1Mo12PbINi1P1O41I5 Sb 1 Mo 12 PbINi 1 P 1 O 41 I 5 8787 5151 1111 Sb1Mo12Cr1TaIP1O425 Sb 1 Mo 12 Cr 1 TaIP 1 O 425 9191 5757 1111 Sb1Mo12Cr1Sr1P1O41 Sb 1 Mo 12 Cr 1 Sr 1 P 1 O 41 8383 7070 1313th SbIMo12Cr1Ce1P1O42 SbIMo 12 Cr 1 Ce 1 P 1 O 42 8585 5555 99 Sb1Mo12Cr1Fe1P1O4I5 Sb 1 Mo 12 Cr 1 Fe 1 P 1 O 4 I 5 9090 5151 77th SbIMo12Cr1Zr1P1O42 SbIMo 12 Cr 1 Zr 1 P 1 O 42 8686 5252 1010 Sb1Mo12Cr1Ni1P1O4,Sb 1 Mo 12 Cr 1 Ni 1 P 1 O 4 , 8888 6464 1010

Beispiele 35 bis 48Examples 35 to 48

Katalysatoren werden in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 hergesteüt, wobei die Atomverhältnisse gemäß Tabelle 4 eingestellt werden. Die Reaktion gemäß Beispiel 1 wird unter Verwendung dieser Katalysatoren wiederholt. Man erhält die Ergebnisse gemäß Tabelle 4:Catalysts are produced in a similar manner as in Example 1, the atomic ratios according to the table 4 can be set. The reaction according to Example 1 is repeated using these catalysts. The results according to Table 4 are obtained:

Tabelle 4Table 4

IOIO

Beispiel KatalysatorenExample catalysts

Nr.No.

Methacrolein-Umwandlung Methacrolein Conversion

Methacrylsäure
Selektivität
Methacrylic acid
selectivity

Essigsäure-Selektivität Acetic acid selectivity

3535 Sb3Mo12W1P1O415 Sb 3 Mo 12 W 1 P 1 O 415 9090 7575 1212th 3636 Sb1Mo12W3P1O475 Sb 1 Mo 12 W 3 P 1 O 475 9393 6363 1414th 3737 Sb1Mo12W1P3O465 Sb 1 Mo 12 W 1 P 3 O 465 5050 5454 55 3838 Sb1Mo12W1P1O47,Sb 1 Mo 12 W 1 P 1 O 47 , 8585 7171 K)K) 3939 Sb6Mo12W1P1O41,Sb 6 Mo 12 W 1 P 1 O 41 , 8989 6969 1111 4040 Sb1Mo12W6P1O,,,Sb 1 Mo 12 W 6 P 1 O ,,, 8282 6565 77th 4141 Sb11Mo12W1P1O41,Sb 11 Mo 12 W 1 P 1 O 41 , 7575 5959 55 1212th Sb9Mo12W11P1O6,,Sb 9 Mo 12 W 11 P 1 O 6 ,, 7272 5353 66th 4343 Sb1Mo12W1Ba1P1O41,,Sb 1 Mo 12 W 1 Ba 1 P 1 O 41 ,, 9191 7171 1313th 4444 Sb1MO]2WiBa1I1 O42,Sb 1 MO] 2 WiBa 1 I 1 O 42 , SoSo 7575 iOOK 4545 Sb1MonW1Ba1P1O44,Sb 1 Mo n W 1 Ba 1 P 1 O 44 , 8484 7373 <;<; 4646 Sb1Mo12W1Ba6P1O40,Sb 1 Mo 12 W 1 Ba 6 P 1 O 40 , 7777 6565 77th 4747 SbIMOi2W6Ba1P1O,,,,SbIMOi 2 W 6 Ba 1 P 1 O ,,,, 7070 6060 44th 4848 Sb6MOpW1BaIP1O42,Sb 6 MOpW 1 BaIP 1 O 42 , 8787 6868 1111

Beispiel 49Example 49

Eine I ösung von 5,7 g Antimontrichlorid in 100 cm' 6 ■ HCI wird unter Rühren zu einer Lösung von 58 g PhosphormolybdänsäureA solution of 5.7 g of antimony trichloride in 100 cm ' 6 ■ HCl is stirred into a solution of 58 g of phosphomolybdic acid

(P>05 ■ 24 MoOi ■ 48 H2O)(P> 0 5 ■ 24 MoOi ■ 48 H 2 O)

in 150 cm1 Wasser gegeben. 2,0 g pulvriges Eisenoxyd (Fe3Oj) wird zu der Lösung gegeben. Die Mischung wird unter Rühren erhitzt und eingeengt, wobei ein Kuchen erhalten wird. Der K ichen wird bei 120°C während 12 Stunden getrocknet und das getrocknete Produkt wird bei 380°C während 12 Stunden calciniert, wobei man einen Festkörper der nachstehenden Formel erhält:given in 150 cm 1 of water. 2.0 g of powdery iron oxide (Fe 3 Oj) is added to the solution. The mixture is heated with stirring and concentrated to obtain a cake. The kitchen is dried at 120 ° C. for 12 hours and the dried product is calcined at 380 ° C. for 12 hours, a solid of the following formula being obtained:

Sb1Mo12Fe1PiO4O.Sb 1 Mo 12 Fe 1 PiO 4 O.

Der Festkörper wird durch ein Sieb gegeben, wobei man Katalysatorteilchen mit einer Teilchengröße von 35 bis 100 Maschen/2,5 cm erhält. Ein U-förmiges Reaktionsgefäß mit einem Innendurchmesser von 8 mm wird mit 4 ml des Katalysators gefüllt Das Reaktionsgefäß wird in ein geschmolzenes Salzbad gegeben und auf 32O0C erhitzt. Eine gasförmige Reaktionsmischung aus 55% Stickstoff, 30% Wasserdampf. 10% Sauerstoff und 5% Methacrolein (Volumenprozent) wird durch das Reaktionsgefäß geschickt, wobei eine Kontaktzeit vonThe solid is passed through a sieve to obtain catalyst particles with a particle size of 35 to 100 mesh / 2.5 cm. A U-shaped reaction vessel having an inner diameter of 8 mm is mixed with 4 ml of the catalyst filled The reaction vessel is placed in a molten salt bath and heated to 32O 0 C. A gaseous reaction mixture of 55% nitrogen, 30% water vapor. 10% oxygen and 5% methacrolein (volume percent) is sent through the reaction vessel, with a contact time of

Tabelle 5Table 5

4 see. gewählt wird. Es werden die nachstehenden Ergebnisse erhalten:4 see. is chosen. The following results are obtained:

Umwandlung von Methacrolein 93%Methacrolein conversion 93%

Selektivität der Methacrylsäure 55%Selectivity of methacrylic acid 55%

Selektivität der Essigsäure 10%.Acetic acid selectivity 10%.

Beispiel 50Example 50

Katalysatoren werden in ähnlicher Weise wie nach Beispiel 49 hergestellt, wobei jedoch Zirkonoxyd anstelle von Eisenoxyd verwendet wird. Man erhält dabei einen Katalysator der empirischen Formel:Catalysts are prepared in a manner similar to Example 49, but with zirconium oxide is used instead of iron oxide. A catalyst of the empirical formula is obtained:

Die Reaktion gem. Beispiel 49 wird mit diesem Katalysator wiederholt, wobei die nachstehenden Ergebnisse erzielt werden:The reaction according to Example 49 is repeated with this catalyst, with the following Results are achieved:

Umwandlung von Methacrolein 79%Methacrolein conversion 79%

Selektivität an Methacrylsäure 62%Selectivity to methacrylic acid 62%

Selektivität an Essigsäure 12%.Acetic acid selectivity 12%.

Vergleichsbeispiele 7 — 11Comparative Examples 7-11

In ähnlicher Weise wie im Beispiel 49 werden Katalysatoren hergestellt, deren Atomverhältnisse in Tabelle 5 angegeben sind. Die Reaktion des Beispiels 49 wird mit diesem Katalysatoren wiederholt, wobei die in Tabelle 5 zusammengestellten Ergebnisse erhalten werden:In a manner similar to Example 49, catalysts are prepared whose atomic ratios in Table 5 are given. The reaction of Example 49 is repeated with this catalyst, the in Results summarized in Table 5 are obtained:

Vergleichsbeispiel
Nr.
Comparative example
No.

KatalysatorenCatalysts

Methacrolein-Umwandlung Methacrolein Conversion

Methacrylsäure-Seiektivität Methacrylic acid selectivity

Essigsäure-Selektivität Acetic acid selectivity

77th SbIMo12P1O385 SbIMo 12 P 1 O 385 9090 2525th 1515th 88th Sb1MOi2ZrIO395 Sb 1 MOi 2 ZrIO 395 4040 2020th 55 99 Sb, MO)2Fe, O39 Sb, MO) 2 Fe, O 39 4646 2323 44th 1010 ΜουΖΓ,Ρ,Οίο,-ΜουΖΓ, Ρ, Οίο, - 6060 3131 77th 1111 MOi2Fe1P1O40 MOi 2 Fe 1 P 1 O 40 7070 4040 99

Beispiel 51Example 51

Eine Lösung von 5,7 g Antimontrichlorid in 100 cm' 6 η HCl wird unter Rühren zu einer Lösung von 58 g Phosphormolybdänsäure (Molybdatophosphorsäure)A solution of 5.7 g of antimony trichloride in 100 cm ' 6 η HCl is stirred into a solution of 58 g of phosphomolybdic acid (molybdophosphoric acid)

(P2O5 · 24 MoO, · 48 H2O)(P 2 O 5 · 24 MoO, · 48 H 2 O)

in 150 cm' Wasser gegeben. Pulvriges Eisenoxyd und Zirkonoxyd werden zu der erhaltenen Lösung gegeben und die Mischung wird unter Rühren erhitzt und zu einem Kuchen eingeengt. Der Kuchen wird während 12 Stunden bei 1200C getrocknet und das getrocknete Produkt wird während 12 Stunden bei 4000C calciniert und man erhält einen Festkörper der empirischen Formelgiven in 150 cm 'of water. Powdered iron oxide and zirconium oxide are added to the resulting solution and the mixture is heated with stirring and concentrated to a cake. The cake is dried for 12 hours at 120 ° C. and the dried product is calcined for 12 hours at 400 ° C. and a solid of the empirical formula is obtained

Der Festkörper wird durch ein Sieb gegeben, wobei man Katalysatorteilchen mit einer Teilchengröße im Bereich von 35 bis 100 Maschen/2,54 cm erhält. Ein U-förmiges Reaktionsgefäß mit einem Innendurchmesser von 8 mm wird mit 4 ml Katalysator gefüllt. Dieser Katalysator wird zur Oxydation von Methacrolein unter im wesentlichen den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 verwendet. Man erzielt die nachstehenden Ergebnisse:The solid is passed through a sieve, catalyst particles having a particle size of im Range of 35 to 100 stitches / 2.54 cm is obtained. A U-shaped reaction vessel with an inside diameter of 8 mm is filled with 4 ml of catalyst. This catalyst is used to oxidize methacrolein essentially the same conditions as in Example 1 were used. The following are obtained Results:

Umwandlung des Methacroleins 89%Conversion of methacrolein 89%

Selektivität, hinsichtlichSelectivity, in terms of

Methacrylsäure 68%Methacrylic acid 68%

Selektivität hinsichtlichSelectivity with regard to

Essigsäure 8%.Acetic acid 8%.

Beispiele 52 bis 59Examples 52 to 59

In ähnlicher Weise wie in Beispiel 51 werden Katalysatoren hergestellt, wobei Germaniumoxyd, Ceroxyd, Silberoxyd oder Titanoxyd mit oder ohne Eisenoxyd und Zirkonoxyd angesetzt werden, wobei die empirischen Formeln eemäß Tabelle 6 erhalten werden. Die Reaktion gem. Beispiel 49 wird unter Verwendung dieser Katalysatoren wiederholt. Die Ergebnisse gemäß Tabelle 6 wurden erhalten.Catalysts are prepared in a manner similar to Example 51, using germanium oxide, Cerium oxide, silver oxide or titanium oxide with or without iron oxide and zirconium oxide are used, whereby the empirical formulas according to Table 6 can be obtained. The reaction according to Example 49 is carried out using of these catalysts repeatedly. The results shown in Table 6 were obtained.

Tabelle 6Table 6

Beispielexample KatalysatorenCatalysts Methacrolein-Methacrolein Methacrylsäure-Methacrylic acid Kssigsaure-Kssgic acid Nr.No. Umwandlung
("O)
conversion
("O)
SelektivitiitSelectivity SelektivitiitSelectivity
5252 Sb1MOi2FeIGeIP1O1,Sb 1 MOi 2 FeIGeIP 1 O 1 , 9090 6161 77th 5353 Sb,Mo|2Fe,Ce,P|O42 Sb, Mo | 2 Fe, Ce, P | O 42 8686 7070 77th 5454 Sb,MO|,Fe,Ag|P|O,|Sb, MO |, Fe, Ag | P | O, | 8282 7171 IlIl 5555 Sb|MO|,Fe,Ti,PiO42 Sb | MO |, Fe, Ti, PiO 42 7575 6565 1212th 5656 SbIMOi2ZrIGe1PiO4MSbIMOi 2 ZrIGe 1 PiO 4 M 7171 7070 88th 5757 Sb|MO|2Zr,Ce|P,O42i Sb | MO | 2 Zr, Ce | P, O 42i 9393 6060 1515th 5858 Sb|Mo|,ZriAg|P|O4|,Sb | Mo |, ZriAg | P | O 4 |, 9090 5858 44th 5959 Sb,Moi,Zr|Ti|P|O„,Sb, Moi, Zr | Ti | P | O ", 7979 6262 1313th

Beispiel 60Example 60

Eine Lösung von 5,7 g Antimonchlorid in 100 cm' 6 η HCI wird unter Rühren zu einer Lösung von 58 g MolybdatophosphorsäureA solution of 5.7 g of antimony chloride in 100 cm '6 η HCl is stirred into a solution of 58 g Molybdophosphoric acid

(P2O5 · 24MoO1 · 48H2O)(P 2 O 5 · 24MoO 1 · 48H 2 O)

in 150 cm' Wasser gegeben. 33 g Niobpentoxyd werden zu der erhaltenen Lösung gegeben. Die Mischung wird unter Rühren erhitzt und eingeengt, wobei ein Kuchen erhalten wird. Der Kuchen wird bei 120° C während 12 Stunden getrocknet und das getrocknete Produkt wird bei 400° C während 12 Stunden calciniert, wobei man einen Festkörper der nachstehenden empirischen Formel erhält:given in 150 cm 'of water. 33 g of niobium pentoxide will be added to the resulting solution. The mixture is heated with stirring and concentrated, leaving a cake is obtained. The cake is at 120 ° C for 12 Hours dried and the dried product is calcined at 400 ° C for 12 hours, wherein one receives a solid of the following empirical formula:

Sb1Mo12Nb1PiO4ISb 1 Mo 12 Nb 1 PiO 4 I.

Der Festkörper wird durch ein Sieb gegeben, wobei Kataiysatorteilchen mit einer Teilchengröße im Bereich von 35 bis 100 Maschen/24 cm erhalten werden. Ein U-förmiges Reaktionsgefäß mit einem Innendurchmesser von 8 mm wird mit 4 ml Katalysator gefüllt. Das Reaktionsgefäß wird in ein geschmolzenes Salzbad gegeben und auf 3200C erhitzt. Eine gasförmige Reaktionsmischung aus 55% Stickstoff, 30% Dampf, 10% Sauerstoff und 5% Methacrolein (Volumenprozent) wird durch das Reaktionsgefäß geschickt, wobei eine Verweilzeit von 2 see. gewählt wird. Man erzielt die nachstehenden Ergebnisse:The solid is passed through a sieve to obtain catalyst particles with a particle size in the range from 35 to 100 mesh / 24 cm. A U-shaped reaction vessel with an internal diameter of 8 mm is filled with 4 ml of catalyst. The reaction vessel is placed in a molten salt bath and heated to 320 0 C. A gaseous reaction mixture of 55% nitrogen, 30% steam, 10% oxygen and 5% methacrolein (percent by volume) is passed through the reaction vessel, with a residence time of 2 seconds. is chosen. The following results are obtained:

Umwandlung von Methacrolein 83%Conversion of methacrolein 83%

Methacrylsäure-Selektivität 66%Methacrylic acid selectivity 66%

Essigsäure-Selektivität 13%.Acetic acid selectivity 13%.

Beispiele 61 bis69Examples 61-69

en Es werden in ähnlicher Weise wie in Beispiel 60 Katalysatoren hergestellt, wobei jedoch 5,0 g Tantalpentoxyd, 1,9 g Nickeloxyd oder 3,8 g Zinnoxyd oder eine Kombination de »selben anstelle von Niobpentoxyd eingesetzt werden. Die erhaltenen Atomverhältnisseen It are made in a manner similar to Example 60 Catalysts produced, but 5.0 g of tantalum pentoxide, 1.9 g of nickel oxide or 3.8 g of tin oxide or a combination of the same can be used instead of niobium pentoxide. The atomic ratios obtained

b". sind in Tabelle 7 zusarnmengesteüt. Die Reaktion des Beispiels 60 wird unter Verwendung des gleichen Katalysators wiederholt Die dabei erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 7 zusammengestellt:b ". are shown together in Table 7. The reaction of the Example 60 is repeated using the same catalyst. The results obtained are compiled in Table 7:

Tabelle 7 Table 7

Beispiel KatalysatorenExample catalysts

Nr.No.

61
62
63
61
62
63

64
65
66
67
68
69
64
65
66
67
68
69

Sb|Mo,2Nb|Ta|P,().,,Sb | Mo, 2Nb | Ta | P, (). ,,

Sb1MOi2Nb1Ni1P1O4,Sb 1 MOi 2 Nb 1 Ni 1 P 1 O 4 ,

1414th

Methacrolein-Methacrolein Methacrylsäure-Methacrylic acid Essigsäure-Acetic acid- Umwandlungconversion SelektivitiitSelectivity Selektivitätselectivity 6767 5757 44th 9090 7474 1111 8181 6969 1010 9797 5454 2323 9191 5757 1111 9494 5858 77th 8888 6060 99 8888 6464 IOIO 8585 6262 88th

Vergleichsbeispiele 12 Comparative Examples 12 -

Katalysatoren werden in ähnlicher Weise wie in den Beispielen 64 bis 69 hergestellt, wobei die Atomverhältnisse gemäß Tabelle 8 erhalten werden. Die ReaktionCatalysts are prepared in a manner similar to Examples 64-69, with the atomic ratios according to Table 8 can be obtained. The reaction

Tabelle 8Table 8

Vergleichsbeispiel Nr. Comparative example No.

des Beispiels 1 wird unter Verwendung dieser Katalysatoren wiederholt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 zusammengestellt:Example 1 is repeated using these catalysts. The results are in Table 8 compiled:

KatalysatorenCatalysts

Methacrolein-Umwandlung Methacrolein Conversion

Methacrylsäure- EssigsäiiK-Selektivität SelektivitätMethacrylic acid acetic acid selectivity selectivity

12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
12th
13th
14th
15th
16
17th
18th
19th
20th
21
22nd
23
24
25th

Sb1Mo12P1O18,Sb 1 Mo 12 P 1 O 18 ,

Sb1TaIP1O65 Sb 1 TaIP 1 O 65

Mo11Cr1PiO41,Mo 11 Cr 1 PiO 41 ,

Sb]Mo11Ni1O^5 Sb] Mo 11 Ni 1 O ^ 5

SbIMo12Nb1Ta1O4;SbIMo 12 Nb 1 Ta 1 O 4 ;

Mo12Nb1Ta1PiO4,,Mo 12 Nb 1 Ta 1 PiO 4 ,,

Sb1Mo12Nb1Sn1O4: SbIMo12Nb1Ni1O41 Sb 1 Mo 12 Nb 1 Sn 1 O 4 : SbIMo 12 Nb 1 Ni 1 O 41

MOi2Sn1Ta1P1O42 Mo,2Sn,Ni|P|O41,MOi 2 Sn 1 Ta 1 P 1 O 42 Mo, 2 Sn, Ni | P | O 41 ,

90 41 64 58 48 62 59 24 28 33 61 22 65 48 23 25 28 32 35 37 41 25 23 19 35 18 39 36 90 41 64 58 48 62 59 24 28 33 61 22 65 48 23 25 28 32 35 37 41 25 23 19 35 18 39 36

2626th

8 7 9 8 3 4 3 6 8 7 9 8 3 4 3 6

1 61 6

feOfeO

Beispiel 70Example 70

Eine Lösung von 5,7 g Antimontrichlorid in 100 cm3 η HCl wird unter Rühren zu einer Lösung von 58 g MolybdatophosphorsäureA solution of 5.7 g of antimony trichloride in 100 cm 3 of η HCl is stirred into a solution of 58 g of molybdophosphoric acid

(P2O5 · 24 MoO3 · 48 H2O)(P2O5 24 MoO 3 48 H 2 O)

in 150 cm3 Wasser gegeben. 33 g pulverförmiges Niobpentoxyd wird zu der erhaltenen Lösung gegeben, worauf noch 2,0 g Eisenoxyd hinzugegeben werden. Die Mischung wird unter Rühren erhitzt und eingeengt, wobei man einen Kuchen erhält Dieser Kuchen wird bei 1200C während 12 Stunden getrocknet und das Eetrocknete Produkt wird bei 400° C während 12 Stunden calciniert, wobei man einen Festkörper mit der nachstehenden empirischen Formel erhält: given in 150 cm 3 of water. 33 g of powdered niobium pentoxide are added to the resulting solution, whereupon 2.0 g of iron oxide are added. The mixture is heated with stirring and concentrated, to obtain a cake This cake is dried at 120 0 C for 12 hours and the Eetrocknete product is calcined at 400 ° C for 12 hours to obtain a solid with the following empirical formula:

Der Festkörper wird durch ein Sieb gegeben, wobei man Katalysatorteilchen mit einer Teilchengröße von bis 100 Maschen/2,5 erhält Ein U-fönniges Reaktionsgefäß mit einem Innendurchmesser von 8 mm wird mit 4 ml Katalysator gefüllt. Die Reaktion gemäß Beispiel 60 wird unter Verwendung dieses Katalysators wiederholt. Man erzielt die nachstehenden Ergebnisse:The solid is passed through a sieve, where catalyst particles with a particle size of up to 100 mesh / 2.5 is obtained. A U-shaped reaction vessel with an internal diameter of 8 mm is obtained filled with 4 ml of catalyst. The reaction according to Example 60 is carried out using this catalyst repeated. The following results are obtained:

Umwandlung von Methacrolein Selektivität hinsichtlichConversion of methacrolein in terms of selectivity

95%95%

15 1615 16

Methacrylsäure 58% Zinnoxyd oder 5,0 g Tantaloxyd anstelle des NiobpeniMethacrylic acid 58% tin oxide or 5.0 g tantalum oxide instead of the niobium pen

Selektivität hinsichtlich oxyds eingesetzt werden und wobei 3,1 g StrontiumoxySelectivity in terms of oxyds are used and 3.1 g of strontiumoxy

Essigsäure 12%. oder 2,0 g Titanoxyd anstelle von Eisenoxyd eingeset:Acetic acid 12%. or 2.0 g titanium oxide used instead of iron oxide:

werden. Die empirischen Formeln der erhaltenewill. The empirical formulas of the obtained

B e i s ρ i e 1 e 71 bis 79 ' Katalysatoren sind in Tabelle 9 zusammengestellt DiB e i s ρ i e 1 e 71 to 79 'catalysts are listed in Table 9 Di.

Reaktion gem. Beispiel 60 wird mit diesen KatalysatcReaction according to Example 60 is carried out with this catalyst

Ähnlich wie bei Beispiel 70 werden Katalysatoren ren wiederholt. Die Ergebnisse sind in Tabelle
hergestellt, wobei jedoch 1,9 g Nickeloxyd, 3,8 g zusammengestellt
Similar to Example 70, catalysts are repeated. The results are in the table
produced, but 1.9 g nickel oxide, 3.8 g put together

Tabelle 9Table 9

Beispiel Katalysatoren Methacrolein- Methacrylsäure- Essigsäure-Example catalysts methacrolein methacrylic acid acetic acid

Nr. Umwandlung Selektivität SelektivitätNo conversion selectivity selectivity

7171 Sb1Mo12Nb1Fe1P1O425 Sb 1 Mo 12 Nb 1 Fe 1 P 1 O 425 7373 7373 88th 7272 Sb1Mo12Ni1Fe1P1O41 Sb 1 Mo 12 Ni 1 Fe 1 P 1 O 41 9292 6161 UU 7373 Sb] Mo ι >Sn ι Fc ι Ρ|Ο.4!Sb] Mo ι> Sn ι Fc ι Ρ | Ο.4! 8282 7070 88th 7474 SbiMoιιΧϋιFcιP[O.JI >SbiMoιιΧϋιFcιP [O.JI> 7373 6060 1010 7575 SbIMOi2Ni1Sr1PiO411;SbIMOi 2 Ni 1 Sr 1 PiO 411 ; 8484 6363 88th 7676 Sb|Mo12Sn,Sr|P|O4i <Sb | Mo 12 Sn, Sr | P | O 4 i < 8888 7171 1111 7777 Sb]Moι iSn\Ζ.Γ\Ρ1Ο41 >Sb] Moι iSn \ Ζ.Γ \ Ρ1Ο41> 8383 6060 1111 7878 Sb]Μθ| ιΝι|ΖΠ[P1Ο41 -ίSb] Μθ | ιΝι | ΖΠ [P1Ο41 -ί 8282 5858 1212th 7979 Sb,MOnTa1Ti1P1O4,Sb, MOnTa 1 Ti 1 P 1 O 4 , 9696 5858 1616

Beispiele 80 bis 89Examples 80 to 89

In ähnlicher Weise wie im Beispiel 60 werden Katalysatoren hergestellt, deren Atomverhältnisse in Tabelle 10 zusammengestellt sind. Die Reaktion gemäß Beispiel 60 wird mit diesen Katalysatoren bei 320 C wiederholt, wobei Methacrolein eingesetzt wird. Die Ergebnisse sind in Tabelle 10 zusammengestellt:In a manner similar to that in Example 60, catalysts are prepared, the atomic ratios of which are given in Table 10 are put together. The reaction according to Example 60 is repeated with these catalysts at 320 C, methacrolein is used. The results are summarized in Table 10:

TabelleTabel 1010 KatalysatorenCatalysts Methacrolein-Methacrolein Methacrylsäu reMethacrylic acid Essigsäure-Acetic acid- Beispielexample Umwandlungconversion Selektivitätselectivity Selektivitätselectivity Nr.No. Sb,M0|2Nb,P|O4|Sb, M0 | 2 Nb, P | O 4 | 8888 6060 88th 8080 Sb3MOi2Nb3P1O46 Sb 3 MOi 2 Nb 3 P 1 O 46 8181 6262 HH 8181 Sb5Mo12Sn1P5O505 Sb 5 Mo 12 Sn 1 P 5 O 505 5454 5151 77th 8282 Sb|MO|2Sn|P5O505 Sb | MO | 2 Sn | P 5 O 505 2121 7575 22 8383 Sb|Mo,2Ni6Fe,PiO46 Sb | Mo, 2 Ni 6 Fe, PiO 46 8585 5353 44th 8484 Sb1MOi2TaIFe5P1O50 Sb 1 MOi 2 TaIFe 5 P 1 O 50 7171 5454 1212th 8585 Sb3MOi2Ni1SrIPiO405 Sb 3 MOi 2 Ni 1 SrIPiO 405 8282 6565 1010 8686 Sb,Mo|2Sn3Sr|P|O45 Sb, Mo | 2 Sn 3 Sr | P | O 45 8585 6666 1515th 8787 Sb1Mo12Sn3Sr1P2O48 Sb 1 Mo 12 Sn 3 Sr 1 P 2 O 48 7575 6767 1313th 8888 Sb|Mo12Ni3Zr,P|O435 Sb | Mo 12 Ni 3 Zr, P | O 435 8080 6161 99 8989

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Herstellung von Methacrylsäure durch Umsetzung von Methacrolein mit molekularem Sauerstoff in der Dampfphase bei einer Temperatur von 250—450° C in Gegenwart von Wasserdampf und in Gegenwart eines Molybdän, Phosphor und Antimon einhaltenden Oxyd-Katalysators, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Katalysator der allgemeinen Formel IProcess for the production of methacrylic acid by reacting methacrolein with molecular Oxygen in the vapor phase at a temperature of 250-450 ° C in the presence of Water vapor and in the presence of an oxide catalyst containing molybdenum, phosphorus and antimony, characterized in that a catalyst of the general formula I jSb,,, 4X0.1jSb ,,, 4X0.1 wobei X mindestens eines der Elemente Wolfram, Barium, Chrom, Blei, Niob, Tantal, Zinn, Nickel, Eisen oder Zirkon bedeutet und δ der Oxydationsstufe der Elemente entspricht, oder der allgemeinen Formel IIwhere X is at least one of the elements tungsten, barium, chromium, lead, niobium, tantalum, tin, nickel, iron or zirconium and δ corresponds to the oxidation level of the elements, or the general formula II Mi)12 Pul jSn„, .,X01 τ Y0, -,Of1 Mi) 12 Pul jSn ",., X 01 τ Y 0 , -, Of 1 wobei X und <5 der obigen Definition entsprechen und Y mindestens eines der Elemente Strontium, Titan, Germanium, Cer oder Silber bedeutet, einsetzt.where X and <5 correspond to the definition above and Y at least one of the elements strontium, Titanium, germanium, cerium or silver means uses. durch gekennzeichnet ist, daß man einen Katalysator der allgemeinen Formel Iis characterized in that a catalyst of the general formula I
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